4 טכנולוגיות מפתח לרשת חכמה עבור מערכת החשמל החדשה: חדשנות ברשתות הפצה
1. מחקר ופיתוח של חומרים ומתקנים חדשים ואדמיניסטרציה של נכסים
1.1 מחקר ופיתוח של חומרים ונשאים חדשים
מגוון רחב של חומרים חדשים משמשים כנשאי אנרגיה ישירים להמרה, העברת חשמל וניהול במערכות הפצה ושימוש חשמלי חדשות, ובכך קובעים ישירות את יעילות הפעולה, הבטיחות, האמינות והויותם של המערכת. לדוגמה:
חומרים מוליכים חדשים יכולים להפחית את צריכת האנרגיה, ולהתמודד עם בעיות כמו מחסור באנרגיה זיהום סביבתי.
חומרים מגנטיים מתקדמים המשמשים בסנסורים בגריד חכם עוזרים לשפר את אמינות פעולת המערכת.
חומרים מבודדים חדשים ומבנים מבודדים יכולים לפתור בעיות תכופות יותר של מתח פסיק קצר מידי הנגרמות מהשתלבות ציוד אלקטרוני חשמלי.
מכשירי רדיו מיקרו-גלים ומכשירי אלקטרוניקה חזקים שנפתחו על בסיס חומרים סמיינDUCTORS דור שלישי (המהווים גליום ניטריד (GaN) ופחמן סיליקון (SiC)) יכולים לספק תמיכה טכנולוגית לחסכון אנרגיה ושימוש מופחת בתחום התקשורת והאלקטרוניקה.
1.2 מחקר ופיתוח של מתקני חשמל ומשקי שימוש חדשים
בנוגע למוצרים חדשים ספציפיים, חברות מפתחות ציוד אלקטרוני חדש במיוחד מתגים פתוחים רכים. באמצעות בקרה על זרמי הספק החיובי והריאקטיבי על הקווי המחוברים, המכשירים הללו מבצעים פונקציות כגון שיווי משקל ספק, שיפור מתח, העברה של עומס וגבילת זרם התקלה.
בתוך גל האינטרנט של האנרגיה, אינטגרציה של טכנולוגיות חדשות מאפשרת לתprises לעבור מעישון נמוך לקצה לייצור גבוה, להרחיב ממוצרים בודדים לפתרונות כוללניים, ולהפוך ממפעלים לייצור למכונות המונעות חדשנות. זה מאפשר לייצור ולחדשנות של ציוד חשמל נמוך מתח לתרום לצמצום פחמן, הדיגיטציה והפיתוח בר קיימא.
1.3 טכנולוגיית ניהול נכסים מלאה מחזור חיים עבור ציוד חשמל
מערכות פצה ושימוש חשמלי חדשות כוללות מגוון רחב של ציוד חשמל ומכשירי שימוש חשמלי חדשים, מה שהופך את הניהול המלא מחזור החיים והעיצוב האקולוגי של ציוד הפצה חשוב מאוד. חיוני להבטיח את ההפעלה הבטוחה של כל הציוד תוך שמירה על יעילות כלכלית.
הפעלה ותחזוקה מלאה מחזור חיים מכסה את שלבי דרישת הקנייה, קבלת הציוד, הייצור וההפעלה, והפירוק. בניהול נכסים, צריך לבצע עיצוב משולב כדי להבטיח שיתוף נתונים וניהול אופטימלי. יש לשלב טכנולוגיות כמו "אינטרנט + " כדי להרחיב את הטווח של הניהול לשפר את יעילות הניהול.
2. טכנולוגיית ייצור מפזר ומדבקת מיקרו-רשת
2.1 טכנולוגיית ייצור אנרגיה מפזרת חדשה
2.1.1 טכנולוגיית פיתוח אנרגיה מתחדשת יעילה וכלכלית
עם התקדמות בטכנולוגיות פיתוח אנרגיה חדשות, מקורות אנרגיה מתחדשים מסוימים (כמו אנרגיה רוח ואנרגיה שמש) הגיעו לרמת יישום גבוהה ועכשיו מחזיקים במיקום מוביל במערכות הפצה חשמלית. אך עדיין חשוב לפתח חומרים חדשים וטכנולוגיות פאנלים פוטו-וולטיים משולבים בעלות נמוכה יותר ויעילות גבוהה יותר.
במקביל, יש לקדם את פיתוח מקורות אנרגיה אחרים כגון אנרגיה מימן, אנרגיה גיאותרמית ואנרגיה ביומסה. דוגמאות לכך כוללות טכנולוגיות ייצור-שימור-העברה של מימן, טכנולוגיות שימוש רב-שלבי בגיאותרמיה וטכנולוגיות ביוכלק.
בנוסף, פיתוח מאוזן של אנרגיה חדשה מרכזית ומפזרת יכול להפחית אובדן העברה, לשפר את יעילות השימוש באנרגיה חדשה ולהגביר את יכולת קליטת האנרגיה החדשה ברשת, ובכך להפיק תועלת חברתית וכלכלית טובה יותר.
2.2 טכנולוגיית תכנון עבור אנרגיה מפזרת
המפתח לפתרון התכנון והאופטימיזציה של בעלות אנרגיה מפזרת הוא שבירה של מכשולים תקשורתיים ומשתפי תיאום בין גורמים שונים.
מבחינה טכנולוגית, יש לשקול מגבלות טכנולוגיות נוספות בשלבי התכנון, כולל רמות מתח, רמות זרם קצר-מעגל ואיכות חשמל (פליקר, הרמוניות).
מבחינת המתמטיקה, שיטות תכנון הכוללות אופטימיזציה מרובת מטרות ולאcurities מרובות הן מורכבות מאוד. לכן, תכנון אופטימלי מרוב מטרות שמאגד משאבים ופעולות הוא קריטי.
בנוסף, יש להקפיד על: ניתוח וتقييم של מערכות עם אנרגיה מפזרת; מחקר אינטגרציה ואופטימיזציה של מערכות הפצה חשמלית ורשתות תקשורת; פיתוח מודלים וכלים סימולציה לנתח אמינות, סיכון וכלכלה כוללית.
2.3 טכנולוגיית תמיכה פעילה לייצור אנרגיה מפזרת חדשה
ייצור מפזר (DG) צריך לא רק להתאים תדר ומתח בהישג יד מסוים, אלא גם לדכא שינויים מהירים בתדר ומתח.
בהווה, חלק מהחוקרים הציעו "מתקן תומך חוסן-קשיחות" המאפשר ל-DG לספק תמיכה מיידית בתדר ומתח כאשר המערכת חווה חסר בחשמל. יכולת התמיכה בתדר החוסן של DG מתוארת כמותית באמצעות החשמל הפעיל המסופק במהלך שינויים בצעד חשמל, מספקת בסיס ליצירת תקני חיבור עתידיים.
2.4 טכנולוגיית תחזית יציאה לייצור אנרגיה מפזרת חדשה
ייצור אנרגיה מפזר חדש מתאפיין בשפיעה מרחבית רחבה, תכונות מיקרו-מטאורולוגיות מורכבות בסביבה, ומשפיעים משמעותיים מבניינים ופעילויות אנושיות, מה שהופך את תחזית היציאה לאתגר.
מחקרי היציאה הנוכחיים של ייצור אנרגיה מפזרת חדשה מתמקדים בעיקר בשימוש בתחזיות מזג אוויר ותנאי אקלים לחיזוי ייצור חשמל, עם דגש יתר על השפעת התנאים הטבעיים על יציאת אנרגיה חדשה. הם חסרים את התחשבות בתכונות הפיזור המרחבי של DG והגורמים הקשורים לפעילויות חברתיות אנושיות.
2.5 טכנולוגיית בקרה קבוצתית לייצור אנרגיה מפזרת חדשה
בקרה מפזרת היא שיטה אידיאלית לבקרה קבוצתית של DG במערכות הפצה חשמלית עם חדירה גבוהה של אנרגיה חדשה.
כיום, מחקרי טכנולוגיית הבקרה הקבוצתית לייצור אנרגיה מפזרת חדש עדיין בשלבי תחילת דרכה. הישגים רלוונטיים מתמקדים בעיקר בבקרה של מכשירי ייצור חשמל בודדים, עם מעט התחשבות בשיטות בקרה מתואמות למספר מכשירי ייצור אנרגיה חדשים מחוברים למערכת דרך מרתכי רשת.
נשארים מספר סוגיות מפתח: механизм הפצת כוח לא מאוזן בין מספר מרתכים במהלך שינויים בצעד חשמל; מנגנון האינטראקציה של שיטות בקרה רב-זמן-סקאלאריות של מספר מרתכים; והחסרון של בקרה נטישה מסורתית (בהתבסס על עקומת תכונות תדר-כח אקטיבי ומתח-כח ריאקטיבי) כאשר ההתנגדות של קווי הפצה חשמלית אינה ניתנת להתעלם, המונעת מ-DG להשתתף באופטימיזציה ראשונית של תדר ומתח.
2.6 טכנולוגיית אחסון אנרגיה מפזרת
מבחינת חשמל, הבעיות הסטטיות והדינמיות של מערכות הפצה חשמלית חדשות הן בעצם בעיות אי-איזון כוח בסקאלאות זמן שונות:
בסקאלה זמן יחסית ארוכה של תקופות עומס, אי-איזון כוח בין צד ייצור וצד עומס מוביל לבעיות סטטיות כגון הפרש שיא-עמק.
בסקאלה זמן קצרה יחסית משינויי צעד חשמל ועד להפעלת אופטימיזציה ראשונית של תדר/מתח, ציוד אלקטרוני חשמלי חסר את האינרציה של גנרטורים סינכרונים ואינו יכול לתמוך במערכת נגד אי-איזון כוח, מה שמוביל להפחתת יציבות המערכת והרעה באיכות החשמל.
טכנולוגיית אחסון אנרגיה מפזרת מספקת פתרון אפשרי;charset
